Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Сульфатированные производные пектиновых полисахаридов : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.10

Год: 2013

Номер работы: 2117

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

2.8. Физиологическая активность пектинов и их сульфатированных производных 80

2.9.

Заключение 89 3. Экспериментальная часть 91

3.1. Реактивы и материалы 91

3.2. Экспериментальные условия 91

3.2.1. Общие экспериментальные условия 91

3.2.2. Аналитические методы 94

3.2.3. Получение галактуронанов из пектина бадана толстолистного Bergenia crassifolia L (ВС) 96

3.2.4. Получение триэтиламмониевой соли пектиновых полисахаридов и галактуронана 96

3.2.6. Сульфатирование галактуронана ВСН 97

3.2.

6.1. Метод I. Сульфатирование галактуронана ВСН монометилсульфатом пиридина 97

3.2.

6.2. Метод И. Сульфатирование галактуронана ВСН пиридинсульфотриоксидом 97

3.2.

6.3. Метод III. Сульфатирование галактуронана ВСН хлорсульфоновой кислотой 98

3.2.7. Сульфатирование пектиновых полисахаридов 99

3.2.8. Фракционирование сульфатированных производных пектинов 100

3.2.9. Определение физиологической активности 100

3.2.10. Статистический анализ 103 Выводы 104 Список литературы 105 Условные обозначения вэжх гжх ДМФА дмсо ФА ТФУ GalA ПС Rha Ага Xyl Man Glc Gal MeO S0 3 ИК-спектр ЯМР-спектр Mn Mw вен ВС LM PN CP HS TVF MD PD ЛПНП DS Ts-OH RG RG-I АЧТВ ТВ ПВ - высокоэффективная хроматография - газожидкостная хроматограф

К полисахаридам относятся высокомолекулярные продукты поликонденсации моносахаридов, связанные друг с другом гликозидными связями и образующие линейные или разветвленные цепи. Полисахариды могут состоять из одного или нескольких типов моносахаридов, в зависимости от этого различают гомои гетерополисахариды. Полисахариды являются компонентами растительных и животных клеток. Целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества, амилоза, амилопектин, фруктаны входят в состав высших растений (мхов, пап

линейные отрицательно заряженные гетерополисахариды, содержащие сульфатные группы. Гликозаминогликаны представлены в организме соединения, (90^-95 %). протеогликанами. состоящие Они являются составлять из Протеогликаны белка главным до 30 % (5-е-10%) и высокомолекулярные гликозаминогликанов межклеточного соединительной компонентом сухой массы являясь матрикса ткани. и могут Гликозаминогликаны и протеогликаны, обязательными структурными компонентами межклеточного матрикса, играют важну

1.2.1. Гиалуроновая кислота входит в состав многих органов и тканей. В хрящевой ткани она связана с белком и участвует в образовании протеогликановых агрегатов, в стекловидном теле глаза, пупочном канатике, суставной жидкости встречается и в свободном виде. Предполагается, что в суставной жидкости гиалуроновая кислота выполняет функции смазочного вещества, уменьшая трение между суставными поверхностями. Дисахаридная единица гиалуроновой кислоты представлена на рисунке

1.1 [11, 13]. ОН

1.2.2. Хондроитинсульфаты — самые распространенные в организме человека гликозаминогликаны. Они содержатся в хряще, коже, сухожилиях, связках, артериях и роговице глаза. Хондроитинсульфаты являются важным составным компонентом агрекана - основного протеогликана хрящевого матрикса. В организме человека встречаются два вида хондроитинсульфатов: хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат (Рис.

1.2). CII 2 OR, .Он _ он Рис.

1.2. Фрагмент углеводной цепи хондроитинсульфата: хондрои

1.2.3. Дерматсишульфат это разновидность ходроитинсульфатов. Строение дерматансульфата аналогично строению ходроитинсульфатов, однако в состав его углеводной цепи вместо остатков глюкуроновой кислоты входят остатки L-идуроновой кислоты (Рис.

1.3). Он широко распространен в тканях животных и входит в состав кожи, кровеносных сосудов, сердечных клапанов. Дерматансульфат в виде протеогликанов содержится в межклеточном веществе хрящей, межпозвоночных дисков и менисков [11, 15]. сн^он OS

1.2.4. Кератаисульфаты (I и II) наиболее гетерогенные гликозаминогликаны. Они отличаются друг от друга суммарным содержанием углеводов и распределением в тканях. Кератансульфат-I находится в роговице глаза, кератансульфат-П содержится В в хрящевой их ткани, в костях и в межпозвоночных повторяющаяся дисках. основе единица, углеводных из цепей лежит и дисахаридная построенная галактозы глюкозамина. Кроме того, их углеводные цепи дополнительно включают остатки L-фукозы, D-маннозы и си

(гепарансульфат) - это глюкозаминогликан, являющийся внутриклеточным полисахаридом. Он встречается во многих тканях и жидкостях организма, наибольшее количество гепарина содержится в печени. Дисахаридная единица гепарина похожа на дисахаридную единицу гепарансульфата. Отличие этих гликозаминогликанов состоит в том, что в гепарине больше N-сульфатных, а в гепарансульфате - N-ацетильных групп. Гепарансульфат находится на поверхности всех типов клеток, где он присутствует в форме протеогликан

Фрагменты повторяющихся дисахаридных звеньев гепарина. Тетрасахаридный фрагмент гепарина содержит от 3 до 6 сульфатных групп, которые присоединены к гидроксильным и аминогруппам глюкозамина. Высокое содержание сульфатных групп в гепарине и гепарансульфате обусловливает значительный отрицательный заряд и, следовательно, большую подвижность полисахаридов в электрическом поле [5,11, 16-18]. Поэтому гепарин и гепарансульфат, как все гликозаминогликаны, являются высокогидрофильными полианионит

Присутствие сульфатных групп в составе углеводных цепей установлено в ряде растительных полисахаридов. К ним относятся полисахариды бурых, красных и зеленых водорослей.

Одним из представителей полисахаридов бурых водорослей является фукоидан. Источником его получения служат водоросли рода фукус (Fucus). Главным моносахаридным остатком, составляющим углеводную цепь фукана, является a-L-фукопираноза, содержащая сульфатную группу. Минорными компонентами фукоиданов являются остатки галактозы, глюкозы, ксилозы, рамнозы, маннозы, фукозы и гексуроновых кислот. Все фукоиданы имеют разветвленную структуру. Несмотря на то, что у фукоиданов обнаружена высокая биологи

В основе молекул большинства сульфатированных галактанов красных водорослей (сем. Floride и Bangioidae) лежит углеводная цепь, построенная из чередующихся 1,3-связанных остатков p-D-галактопиранозы и 1,4-связанных остатков а-галактопиранозы [35]. Остатки а-галактопиранозы могут частично или полностью находиться в форме 3,6-ангидропроизводного и принадлежать как к L-ряду (полисахариды группы агара), так и D-ряду (полисахариды группы каррагинана). Таким образом, в основе макромолекул галактанов

Предельные структуры углеводных цепей каррагинанов. Большинство галактанов красных водорослей находит широкое практическое применение в качестве гелеобразователей или стабилизаторов суспензий и эмульсий, в первую очередь в пищевой технологии, биотехнологии и медицине [40, 41]. Высокое содержание остатков 3,6-ангидрогалактозы и регулярность углеводных цепей полисахаридов являются необходимыми факторами обусловливающими их гелеобразующие свойства [42]. При этом в полисахаридах группы а

Зеленые водоросли по ряду признаков стоят ближе к растениям, чем к красным и бурым водорослям. Однако они также содержат сульфатированные полисахариды и, как правило, имеют весьма сложный моносахаридный состав. На сегодняшний день структура полисахаридов зеленых водорослей до конца не установлена. Показано, что в основе их углеводных цепей лежат дисахаридные звенья, образованные остатками (З-Б-глюкуроновой кислоты, связанной 1,4-связыо с oc-L-рамнозой и cc-L-идуроновой кислоты, связанной 1,4

Значительное число работ по сульфатированию нейтральных и кислых полисахаридов, гомои гетерополисахаридов различного происхождения посвящено изучению их физико-химических и физиологических свойств. Синтезированы и изучены сульфатированные производные целлюлозы [8, 46], декстранов [9], пуллулана [10, 47], курдлана [48, 49], каррагенана [50], кислых гетерополисахаридов красных водорослей [51], фукана [52], ламинарина [53], гиалуроновой [54] и альгиновой кислот [55, 56], хитина и хитозана [57-6

Для определения наличия и положения сульфатных групп в полисахаридах используют ИКи ЯМР-спектроскопию.

1.5.1. ИК-спектроскопш используется для определения наличия сульфатных групп, для которых характерна широкая полоса поглощения при 1240-1260 см" , принадлежащая валентным колебаниям S=0; и интенсивная полоса поглощения C-0-S. при 830-840 см" , типичная полосы для деформационных наблюдаются колебаний Специфические поглощения в галактанах красных водорослей (для первичных и вторичных экваториальных сульфатных групп при 820 см"1 и 830 см" , для вторичных аксиальных с

Несмотря на то, что ЯМР спектроскопия широко используется для исследования химического строения высокомолекулярных соединений, изучение сульфатированных полисахаридов по-прежнему остается трудной задачей. Главная трудность возникает из-за нерегулярного распределения сульфатных групп вдоль углеводной цепи полисахарида. Кроме того, степень разветвленности природных сульфатированных полисахаридов, таких, как фукоиданы, каррагинаны, полисахариды зеленых водорослей, значительно затрудняет использ

1.5.3. Методы количественного определения сульфатных групп в полисахаридах Определение полисахаридах содержания проводят, сульфатных групп в сульфатированных гравиметрическим, кулонометрическим, турбидиметрическим, колориметрическим методами. Для этого проводят полисахарида предварительный полный кислотный гидролиз исследуемого с целью перевода сульфатных групп в свободные сульфат-ионы.

1.5.3. J. Колориметрический метод Джонсона и Нишита [79] основан на восстановлении сульфатных групп до сероводорода, который взаимодействует с кислым раствором п-аминодиметиланилина в присутствии трехвалентного железа, в результате чего образуется метилеиовый синий, по интенсивности которого определяют количество сульфатных групп. Интенсивность окраски метиленового синего измеряют при 670 нм. Недостатком метода является многостадийность процесса подготовки анализируемой пробы.

3.2. Гравиметрический метод основан на количественном определении осажденного сульфата бария: S0 4 2 " + ВаСЬ = BaS0 4 + 2 СГ. Гравиметрический метод позволяет получить достоверные результаты при концентрации сульфат-ионов в растворе более 10 мг/л. Недостатками метода является влияние присутствия других ионов (S~~, NO3" и Si03") и необходимость использования больших навесок анализируемого (до 100

мг) [80].

Турбидиметрический метод [81], как и гравиметрический метод основан на количественном определении осажденного сульфата бария. Однако в данном методе проводится измерение поглощения светового потока взвесью, вещества получаемой после осаждения сульфат-ионов хлоридом бария. Для определения количества сульфат-ионов в растворе используют калибровочную кривую, построенную для сульфата калия. Значения, полученные турбидиметрическим и гравиметрическим методами, сопоставимы между собой. В то же врем

3.4. Количественное определение сульфата по методу Додэюсона Простой и достоверный метод для определения сульфат-ионов в воде разработан Доджсоном [82]. Он основан на спектрофотометрическом измерении поглощения светового потока сульфатом бария при 360 нм при использовании в качестве стабилизатора желатина. Определение содержания сульфатных групп проводят по калибровочному графику, построенному для сульфата калия. Результаты сопоставимы с колориметрическим методом [79]. Этот метод широко прим

Диком [83]. Используется для определения разработан Табатабаи и сульфатных групп при 30 концентрации серы в анализируемом образце от

0.1 мг/л. Содержание сульфат-ионов в растворе определяется методом жидкостной хроматографии при использовании электрохимического детектора. Результаты, полученные этим методом, сопоставимы с результатами, полученными колориметрическим методом.

1.6. Антикоагулянтная активность сульфатированных полисахаридов Для определения антикоагулянтпой и антитромботической активности используют следующие тесты: тест частично активированного тромбопластинового времени - АЧТВ, тест тромбинового времени - ТВ, тест фибриногенового времени - ФВ, тест протромбинового времени - ПВ, и определение фибриногенсвертывающей активности фактора Ха (Heptest) [84]. На антикоагулянтную активность сульфатированных полисахаридов влияет содержание в них сульфатны

. Гиалуроновая кислота не обладает антикоагулянтпыми свойствами в отличие от сульфатированных производных со степенью замещения

1.5, полученных на ее основе [54]. Показано, что

введение сульфатных групп в состав альгиновой кислоты, молекула которой так же является полианионной и содержит карбоксильные группы, приводит к появлению у них антикоагулянтных свойств [56]. Влияние количества сульфатных групп в полисахаридах на проявление ими антикоагулянтной активности показано во многих

Большой класс растительных полисахаридов составляют пектины, присутствующие практически во всех высших растениях и проявляющие разностороннюю физиологическую активность: иммуномодулирующую, [101-104]. Пектиновые антидотную, антиоксидантную, гастропротективную полисахариды представляют собой сложные биополимеры с нерегулярной структурой. В состав их углеводных цепей входят линейные и разветвленные участки [105-107]. Пектиновые полисахариды не содержат в составе углеводных цепей сульфатных

пектиновых полисахаридов представлена галактуронаном (HG) и рамногалактуронаном (RG). HG состоит из 1,4-связанных остатков a-D-галактопиранозилуроновой кислоты (Рис.

1.11) [108, 109-111]. RG содержит в своем составе участки HG различной длины, соединенные между собой через один или два остатка a-L-рамнопираиозы, которые включены в линейную цепь 1,2-связями (Рис.

1.11). Установлено, что на один остаток рамнозы в RG приходится от одного до двухсот остатков галактуроновой кислоты [

1.7.2. Разветвленные области представлены различными типами гетерополисахаридов: HG, арабиногалактаном, рамногалактуронаном I (RG-I), рамногалактуронаном II (RG-II), ксилогалактуронаном и апиогалактуронаном [120]. Чаще всего разветвленная область пектиновых полисахаридов образована RG-IHRG-II[104, 108].

1.7.3. Рамногалактуронан I. Главная углеводная цепь RG-I представлена в RG. Боковые цепи RG-I, образованные линейными и разветвленными олигосахаридами, присоединяются к остаткам рамнозы главной углеводной цепи в С4-положение (Рис.

1.11) [ 121 -123]. 38 С помощью различных методов структурной углеводной химии было получено большое количество фрагментов боковых цепей RG-I, которые, независимо от источника выделения, близки по характеру построения углеводной цепи, но отличаются входящим

1.7.4. Рамногалактуропан II (RG-II) имеет сложное строение и входит в состав первичных клеточных стенок, являясь их минорным компонентом. Содержание RG-II в пектиновых полисахаридах составляет до 10% [126] и

0.2ч-

3.6 % от сухой массы растительного материала [127]. Его макромолекула образована большим числом моносахаридных остатков, связанных между собой различными гликозидпыми связями. В RG-II идентифицированы такие моносахариды, как: D-галактуроновая кислота, L-рамноза, D-галакт

Главным компонентом углеводной является галактуронан, состоящий цепи пектиновых из полисахаридов остатков 1,4-связанных a-D-галактуроновой кислоты (Рис.

2.1) [120, 156]. Метод сульфатирования пектинов отрабатывали на галактуронане ВСН, который получали из пектина ВС методом кислотного гидролиза 2 МТФУ при 100 °С. С целью определения оптимальных условий, при которых достигается боковых цепей в разветвленных областях и наибольшая деструкция наименьшая деструкция углеводных цепей галакт

Сульфатирование полисахаридов чаще всего проводится в безводных органических растворителях таких, как ДМФА, ДМСО, ФА и пиридин. При сульфатировании пектинов в качестве растворителя использовали ДМФА, как наиболее часто применяемый при сульфатировании полисахаридов. Пектиновые полисахариды не растворяются в органических растворителях, поэтому с целью увеличения сольватации гидроксильных групп полисахаридов и повышения гомогенности реакционной среды при сульфатировании использовали триэтилам

2.5. ИК-спектроскопия пектинов и их сульфатированных производных Присутствие в ИК-спектрах сульфатированных производных пектинов LMS3, BCS3 и PNS3 интенсивной полосы поглощения в области 68 1230-1270 см"1, характерной для валентных поглощения в области колебаний S=0 и полосы 820-830 см"1, характерной для деформационных о присутствии в их колебаний C-0-S (Рис.

2.12-

2.14), свидетельствует макромолекулах сульфатных групп, как это ранее было продемонстрировано для

С ЯМР-спектр сульфатированного производного LMS1-1 со степенью замещения

0.2 свидетельствует о наличии сульфатных групп в остатках галактуроновой кислоты при втором атоме углерода. Присутствие сульфатной группы при втором атоме углерода приводит к смещению в ЯМР-спектре сигнала апомерного атома углерода в область сильного поля (5с

98.9 м.д.) (сигнал апомерного атома углерода остатка галактуроновой кислоты в галактуронане расположен при 5с

100.2 м.д.). В ЯМР-спектре положен